JP2003155971A - Running water air energy system - Google Patents
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- Farming Of Fish And Shellfish (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】経済的な流水空気エネルギーシステムの構築
【解決手段】この流水空気エネルギーシステムは、例え
ば、河川1の本流から分岐した分岐流路2に設置した水
車3と、この水車3に変速機4を介して連結したコンプ
レッサ5と、このコンプレッサ5で作成した圧縮空気を
冷却する空気冷却器6と、圧縮空気を河川に送る圧縮空
気供給配管7と、圧縮空気を利用して河川1の水質を改
善させる装置8を備えている。水車3やコンプレッサ5
は、それぞれ公知のものを適用することができる。変速
器2は、水車3により動力を受けて回転する駆動軸の回
転数を、コンプレッサ5を作動させるための適切な回転
数に減速又は増速するためのものである。このシステム
は、水車により自然エネルギである流水のエネルギを回
転トルクに変換して作動するので経済的である。
(57) [Summary] [Problem] Construction of an economical flowing water and air energy system [Solution] This flowing water and air energy system includes, for example, a water turbine 3 installed in a branch flow path 2 branched from a main stream of a river 1, and A compressor 5 connected to the water turbine 3 via a transmission 4, an air cooler 6 for cooling compressed air generated by the compressor 5, a compressed air supply pipe 7 for sending compressed air to a river, and using compressed air A device 8 for improving the water quality of the river 1 is provided. Water wheel 3 and compressor 5
For each, known ones can be applied. The transmission 2 is for reducing or increasing the rotation speed of a drive shaft rotated by receiving power from the water turbine 3 to an appropriate rotation speed for operating the compressor 5. This system is economical because it operates by converting the energy of flowing water, which is natural energy, into a rotational torque by a water turbine.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は水域の流水(例え
ば、河川や農業用水路等を流れる流水)を利用した流水
空気エネルギーシステムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a running-water air energy system using running water in a water area (for example, running water flowing in a river or an agricultural canal).
【0002】[0002]
【従来の技術】水域(例えば、河川)の底には有機分を
含む底泥(ヘドロ)が多量に堆積する。このような有機
分や底泥は、富栄養化などの水質汚染の原因となる。こ
のため、浚渫船等により汚泥を浚渫した後、水深の浅い
処理池で自然乾燥させる天日乾燥、自然沈降により圧密
させ上澄み液を分離する土木脱水、又は石灰等の脱水助
剤を添加し機械的脱水装置を用いて行なう機械脱水によ
る処理を施し、その後、廃棄物として処分している。2. Description of the Related Art A large amount of sludge containing organic matter is accumulated at the bottom of water bodies (for example, rivers). Such organic matter and bottom mud cause water pollution such as eutrophication. For this reason, after dredging the sludge with a dredging ship, etc., it is dried in the sun in the shallow treatment pond to dry naturally, or in the civil engineering dehydration to consolidate the supernatant liquid by natural sedimentation or to add a dehydrating auxiliary such as lime to mechanically It is treated by mechanical dehydration using a dehydrator and then disposed of as waste.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記の浚渫作業や底泥
の処理など処理費用が多大であった。本発明者らは、水
域の底に多量の圧縮空気を送って、水域の底部分の水を
攪拌し水域の底に底泥を堆積させないことにより、又
は、水域の水中から圧縮空気を散気して水中の酸素濃度
を向上させるシステムを着想した。The processing costs such as the above dredging work and the treatment of the bottom mud have been great. The inventors of the present invention send a large amount of compressed air to the bottom of the body of water to stir the water at the bottom of the body of water and not deposit sediment on the bottom of the body of water, or to diffuse the compressed air from the water of the body of water. Then, I came up with a system to improve the oxygen concentration in water.
【0004】しかし、上記のシステムに利用する圧縮空
気を電気モータやレシプロエンジンを駆動源とする従来
のコンプレッサで作成したのでは、効率が悪く、燃料消
費も莫大となるため経済的でなく現実的でない。However, if the compressed air used in the above system is produced by a conventional compressor using an electric motor or a reciprocating engine as a drive source, the efficiency is poor and the fuel consumption becomes enormous. Not.
【0005】そこで、本発明は上記のような圧縮空気を
利用するシステムについて、より経済的なシステムの構
築を目的とする。Therefore, the present invention aims to construct a more economical system for the system utilizing compressed air as described above.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、水域を流れる
流水のエネルギを利用して作成した圧縮空気を利用する
システム(以下、このシステム全般を「流水空気エネル
ギーシステム」という。)を提案するものである。請求
項1に記載の流水空気エネルギーシステムは、流水によ
って駆動する水車と、前記水車に連結したコンプレッサ
と、前記コンプレッサで作成した圧縮空気を送る圧縮空
気供給配管と、前記圧縮空気供給配管により送られた圧
縮空気を利用して水質を改善させる装置とを備えてい
る。この流水空気エネルギーシステムによれば、自然エ
ネルギである流水のエネルギを利用して水の浄化を図る
ことができ、経済的なシステムを構築することができ
る。The present invention proposes a system utilizing compressed air created by utilizing the energy of flowing water flowing in a water area (hereinafter, this system is generally referred to as "flowing air energy system"). It is a thing. The flowing water air energy system according to claim 1, wherein the water wheel is driven by flowing water, a compressor connected to the water wheel, a compressed air supply pipe for sending compressed air created by the compressor, and the compressed air supply pipe. And a device for improving water quality by using compressed air. According to this flowing water air energy system, it is possible to purify water by utilizing the energy of flowing water which is natural energy, and it is possible to construct an economical system.
【0007】請求項2に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、水質を改善させる装置が、前記コンプレッサで
生成した圧縮空気を噴出させる噴出部を水底に設置し、
水底部分で多量の圧縮空気を噴出させて水を撹拌するこ
とにより、汚泥の堆積を防ぐ撹拌装置であることを特徴
とする。In the flowing water air energy system according to a second aspect of the present invention, the device for improving the water quality has a jetting section for jetting the compressed air generated by the compressor installed at the bottom of the water.
It is characterized by being a stirring device that prevents sludge accumulation by jetting a large amount of compressed air at the bottom of the water to stir the water.
【0008】請求項3に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、水質を改善させる装置が、前記コンプレッサで
生成した圧縮空気を散気する散気管を水域の設置し、水
中の酸素濃度を向上させる散気装置であることを特徴と
する。In the flowing water air energy system according to a third aspect of the present invention, the device for improving the water quality has a diffusing pipe for diffusing the compressed air generated by the compressor in the water area to improve the oxygen concentration in the water. It is a device.
【0009】請求項4に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、水質を改善させる装置が、前記コンプレッサで
生成した圧縮空気を利用して水を吸い上げて噴出させる
噴水装置であることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a flowing-air energy system in which the device for improving the water quality is a fountain device which sucks up and ejects water using the compressed air produced by the compressor.
【0010】請求項5に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、水域に配設された魚道と、水域の流水によって
駆動する水車と、前記水車に連結したコンプレッサと、
前記魚道の入魚口の近傍に配設され前記コンプレッサで
作成した圧縮空気を散気する散気装置とを備え、前記散
気装置から圧縮空気を散気させることにより魚道に魚を
誘導することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a running water / air energy system, wherein the fishway is arranged in a water area, a water wheel driven by running water in the water area, and a compressor connected to the water wheel.
A diffusing device for diffusing the compressed air created by the compressor, which is arranged near the fish mouth of the fishway, and guiding the fish to the fishway by diffusing the compressed air from the diffusing device Is characterized by.
【0011】請求項6に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、水車が、出力軸と、前記出力軸の周方向所定間
隔に複数の羽部材が取り付けられた水車であって、前記
羽部材が出力軸に弾性的に回動可能に、かつ、前記各羽
部材における流水のエネルギが作用する作用点が前記羽
部材の回動軸よりも前記出力軸の円周方向の一方の側に
隔たるように取り付けられており、前記羽部材で受けた
流水のエネルギを出力軸の回転トルクとして出力するも
のであることを特徴とする。この水車によれば、羽部材
が受ける水の抵抗が少ないので、水車全体を水中に設置
しても回転トルクをえることができる。また、羽部材に
おいて、出力軸の回転方向後方に流水のエネルギが作用
する作用点が在るから、水の流れの方向に関係なく一定
方向に回転トルクを受け、出力軸から常に一定方向の回
転トルクを出力することができる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a flowing water energy system in which the water turbine is a water turbine in which an output shaft and a plurality of wing members are attached at predetermined intervals in the circumferential direction of the output shaft. So as to be elastically rotatable, and the point of action of the energy of the flowing water in each wing member is separated from the rotation axis of the wing member to one side in the circumferential direction of the output shaft. It is characterized in that it is attached and outputs the energy of the flowing water received by the wing member as a rotational torque of the output shaft. According to this water turbine, the resistance of water received by the wing members is small, so that the rotating torque can be obtained even if the entire water turbine is installed in water. Also, in the wing member, there is an action point where the energy of the flowing water acts behind the output shaft in the rotation direction, so that regardless of the direction of the flow of the water, a rotational torque is received in a fixed direction and the output shaft always rotates in a fixed direction. Torque can be output.
【0012】請求項7に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、水車の出力軸が水の流れ方向に直交するように
配設されおり、かつ、前記出力軸の半径方向に延在した
延在部に、前記羽部材が回動軸を前記出力軸の軸方向に
延在させて取り付けられていることを特徴とする。この
水車は、出力軸の半径方向の流れに対して、流れ方向に
関係なく、一定の方向に回転トルクを出力することがで
きる。さらに、前記出力軸が配設された軸線を中心と
し、延在部に羽部材の回動軸を取り付けた位置までの距
離を半径とする円周を考えた場合に、前記羽部材の作用
面が前記円周の接線方向に延在するように、羽部材の回
動が弾性的に支持するようにしてもよい。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a flowing-water air energy system, wherein the output shaft of the water turbine is arranged so as to be orthogonal to the flow direction of water, and the extension part extending in the radial direction of the output shaft is provided. The wing member is attached with the rotation shaft extending in the axial direction of the output shaft. This turbine can output a rotational torque in a constant direction with respect to the flow in the radial direction of the output shaft, regardless of the flow direction. Further, when considering a circumference centered on the axis line where the output shaft is arranged and having a radius as a distance to a position where the rotating shaft of the wing member is attached to the extending portion, the working surface of the wing member The rotation of the wing member may be elastically supported so that the wing extends in the tangential direction of the circumference.
【0013】請求項8に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、水車が、出力軸と、前記出力軸から半径方向に
延在した延在部と、前記延在部に出力軸と平行に回動軸
を設けた複数の羽部材と、前記羽部材を出力軸の回転方
向とは逆の方向に1/2の角速度比で回転させるように羽
部材の回転を制御する制御手段を備えたものであること
を特徴する。In the flowing water air energy system according to claim 8, the water turbine has an output shaft, an extending portion extending in a radial direction from the output shaft, and a rotating shaft in the extending portion in parallel with the output shaft. And a control means for controlling the rotation of the wing member so as to rotate the wing member in a direction opposite to the rotation direction of the output shaft at an angular velocity ratio of 1/2. Characterize that.
【0014】請求項9に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、制御手段が出力軸を軸支する枠体に固定された
固定スプロケットと、前記固定スプロケットの2倍の半
径を有し、羽部材の回転軸に取付けられた遊星スプロケ
ットと、固定スプロケットと遊星スプロケットとの間に
巻回されたチェーンとを備えていることを特徴とする。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a flowing-water air energy system in which a control means has a fixed sprocket fixed to a frame body which supports an output shaft, and a radius twice as large as that of the fixed sprocket. It is characterized by comprising a planetary sprocket mounted on a shaft and a chain wound between a fixed sprocket and a planetary sprocket.
【0015】請求項10に記載の流水空気エネルギーシ
ステムは、制御手段が出力軸を軸支する枠体に固定され
た固定ギヤと、前記固定ギヤの2倍の歯数を有し、羽部
材の回転軸に取付けられた遊星ギヤと、固定ギヤと遊星
ギヤにそれぞれ噛合するように配設したカウンタギヤと
を備えていることを特徴とする。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a flowing water air energy system, wherein the control means has a fixed gear fixed to a frame body which supports an output shaft, and a number of teeth which is twice that of the fixed gear. It is characterized by comprising a planetary gear attached to the rotating shaft, and a counter gear arranged so as to mesh with the fixed gear and the planetary gear, respectively.
【0016】請求項11に記載の流水空気エネルギーシ
ステムは、水車近傍の上流において、羽部材が水の流れ
方向に対して逆行する側へ流れようとする水の流れを遮
る整流部材を備えていることを特徴とする。According to the eleventh aspect of the flowing-water air energy system, upstream of the vicinity of the water turbine, there is provided a rectifying member for interrupting the flow of the water which tends to flow to the side opposite to the flow direction of the water. It is characterized by
【0017】請求項12に記載の流水空気エネルギーシ
ステムは、整流部材が、羽部材が水の流れ方向に対して
逆行する側から羽部材が水の流れ方向に順行する側へ、
水の流れを変えるものであることを特徴とする。According to a twelfth aspect of the flowing water air energy system, the flow regulating member is arranged such that the vane member moves in a direction reverse to the water flow direction, and the vane member moves in a direction normal to the water flow direction.
It is characterized by changing the flow of water.
【0018】請求項13に記載の流水空気エネルギーシ
ステムは、コンプレッサが、水車から回転トルクを受け
て回転するドライブシャフトと、吸気行程で大気圧によ
り押し開かれる吸気口と、排気行程で所定の内圧を受け
て開かれる排気口とを有するシリンダ本体と、前記ドラ
イブシャフトにクランク機構を介して直線往復動するよ
うに連結したピストンとを備える複数の作動シリンダを
備え、水車で得られた回転トルクに応じて各作動シリン
ダの吸気口又は排気口を適時に開放するようにした制御
手段により、生成する圧縮空気の量を調整することがで
きるコンプレッサユニットであることを特徴とする。According to a thirteenth aspect of the flowing water air energy system, the compressor has a drive shaft that rotates by receiving rotational torque from a water turbine, an intake port that is opened by atmospheric pressure during an intake stroke, and a predetermined internal pressure during an exhaust stroke. A plurality of working cylinders having a cylinder body having an exhaust port opened in response to it and a piston connected to the drive shaft so as to reciprocate linearly via a crank mechanism, The compressor unit is capable of adjusting the amount of compressed air to be generated by the control means adapted to open the intake port or the exhaust port of each working cylinder in a timely manner.
【0019】なお、コンプレッサユニットは、吸気行程
で大気圧により押し開かれる吸気口と、排気行程で所定
の内圧を受けて開かれる排気口とを有するシリンダヘッ
ドを互いに外側に向けて同一のシリンダ軸線に沿って対
向配置した2つのシリンダ本体と、前記各シリンダ本体
に装着したピストンを連結すると共に、シリンダ軸線に
沿って直線往復動するコンロッドと、この2つのシリン
ダ本体に対してシリンダ軸線から引いた垂直線を中心と
して固定的に配設した内歯歯車と、前記内歯歯車のピッ
チ円の半径に対して半径が1/2のピッチ円で内歯歯車
と噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車の歯車軸を前記中
心から遊星歯車のピッチ円の半径距離の公転軌道に沿っ
て軸支すると共に、前記回転動力発生手段から回転トル
クを受けて回転するドライブシャフトから回転トルクを
受けて前記遊星歯車を公転させる回転部材とを備えるク
ランク機構であって、前記遊星歯車の歯車軸から遊星歯
車のピッチ円の半径距離に、シリンダ軸線上に設けた連
結ピンに前記コンロッドを連結したクランク機構とを備
えた作動シリンダユニットであって、この作動シリンダ
ユニットが前記ドライブシャフトに対して複数配設して
あり、前記制御手段において複数のシリンダ本体の吸気
口又は排気口を適時に開放するようにしてもよい。In the compressor unit, the cylinder heads having an intake port that is opened by the atmospheric pressure during the intake stroke and an exhaust port that is opened by receiving a predetermined internal pressure during the exhaust stroke are directed toward the outside, and the same cylinder axis is used. Along with the two cylinder bodies, the pistons attached to the cylinder bodies are connected, and the connecting rod linearly reciprocating along the cylinder axis, and the two cylinder bodies are drawn from the cylinder axis. An internal gear fixedly arranged about a vertical line; a planetary gear that meshes with the internal gear at a pitch circle whose radius is 1/2 of the radius of the pitch circle of the internal gear; The gear shaft is axially supported along an orbit of the radial distance of the pitch circle of the planetary gear from the center, and is rotated by receiving a rotational torque from the rotational power generating means. A crank mechanism comprising: a rotating member that revolves the planetary gear by receiving a rotational torque from a drive shaft, the connecting pin being provided on a cylinder axis at a radial distance of a pitch circle of the planetary gear from a gear shaft of the planetary gear. And a crank mechanism that connects the connecting rod to the drive shaft, wherein a plurality of the operating cylinder units are arranged on the drive shaft, and the control means includes intake ports or exhaust ports of a plurality of cylinder bodies. The mouth may be opened in a timely manner.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係る流水空
気エネルギーシステムを図面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A flowing water air energy system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0021】この流水空気エネルギーシステムは、例え
ば、図1及び図2に示すように、水域としての河川1の
本流から分岐した分岐流路2に設置した水車3と、この
水車3に変速機4を介して連結したコンプレッサ5と、
このコンプレッサ5で作成した圧縮空気を冷却する空気
冷却器6と、圧縮空気を河川に送る圧縮空気供給配管7
と、圧縮空気を利用して河川1の水質を改善させる装置
8を備えている。This running water air energy system is, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, a water turbine 3 installed in a branch flow path 2 branched from a main stream of a river 1 as a water area, and a transmission 4 in the water turbine 3. A compressor 5 connected via
An air cooler 6 for cooling the compressed air created by the compressor 5, and a compressed air supply pipe 7 for sending the compressed air to the river.
And a device 8 for improving the water quality of the river 1 using compressed air.
【0022】水車3やコンプレッサ5は、それぞれ公知
のものを適用することができる。変速器2は、水車3に
より動力を受けて回転する駆動軸の回転数を、コンプレ
ッサ5を作動させるための適切な回転数に減速又は増速
するためのものである。Known components can be applied to the water turbine 3 and the compressor 5, respectively. The transmission 2 is for decelerating or accelerating the rotational speed of the drive shaft that rotates by receiving power from the water turbine 3 to an appropriate rotational speed for operating the compressor 5.
【0023】空気冷却器6は、例えば、流水の一部を冷
却媒体として使用し、コンプレッサ5で圧縮された高温
の圧縮空気を常温程度に冷すものである。The air cooler 6 uses, for example, a part of running water as a cooling medium, and cools the high temperature compressed air compressed by the compressor 5 to about room temperature.
【0024】また、上記の河川1の水質を改善させる装
置8には、例えば、図2に示すように、河川1の底部に
圧縮空気の噴出部を設置し、噴出部から多量の圧縮空気
を噴出させて河川1の底部分の水を攪拌し、汚泥の堆積
を防ぐ攪拌装置Aや、河川1の水中に設置した散気管か
ら圧縮空気を散気して水中の酸素濃度を向上させる散気
装置Bや、圧縮空気を利用して河川1の水を噴出させる
噴水装置Cなどが考えられる。Further, as shown in FIG. 2, for example, a device 8 for improving the water quality of the river 1 is provided with a jetted portion of compressed air at the bottom of the river 1, and a large amount of compressed air is jetted from the jetted portion. A diffuser that agitates the water at the bottom of the river 1 to agitate it to prevent sludge accumulation, and diffuses compressed air from the diffuser installed in the water of the river 1 to improve the oxygen concentration in the water. The device B and the fountain device C that uses compressed air to eject the water of the river 1 are conceivable.
【0025】この流水空気エネルギーシステムによれ
ば、河川1に設けた分岐流路2を流れる流水によって水
車3を回転させ、水車3で得た回転トルクで直接コンプ
レッサ5を作動させることができるので、効率的な流水
エネルギの利用を図ることができ、設備コスト及びラン
ニングコストを低減できて経済的である。According to this flowing water air energy system, the water turbine 3 is rotated by the flowing water flowing through the branch flow passage 2 provided in the river 1, and the compressor 5 can be directly operated by the rotational torque obtained by the water turbine 3. It is possible to efficiently use running water energy, reduce facility costs and running costs, and are economical.
【0026】また、河川1には、図1に示すように、堰
9が構築された場所であって、堰9の上流部と下流部との
間を連通する複数の分岐流路2、10、11が形成されている
場所がある。この複数の分岐流路のうち一部の分岐流路
10、11は、魚を堰9の下流部から上流部へ溯上させるため
の魚道になる。各魚道10、11は、一般的に、溯上させる
対象魚の性質に合わせてその流速や深さなどが設計され
ている。しかし、図1のように堰9が構築された場所で
は、本流の流れが途絶えており、魚がスムーズに魚道を
溯上していくのが困難である場合がある。As shown in FIG. 1, weirs are provided in the river 1.
There is a place where 9 is constructed, and a place where a plurality of branch flow paths 2, 10 and 11 which communicate between the upstream part and the downstream part of the weir 9 are formed. Some of the multiple branch flow paths
10 and 11 are fishways for raising the fish from the downstream part of the weir 9 to the upstream part. Generally, each fishway 10 and 11 is designed in terms of its flow velocity and depth according to the property of the target fish to be raised. However, in the place where the weir 9 is constructed as shown in FIG. 1, the mainstream flow is interrupted, and it may be difficult for the fish to smoothly climb up the fishway.
【0027】この流水空気エネルギーシステムは、この
ような河川1において魚道10、11に魚を誘導するための
誘魚手段として、魚道10、11の入口に設置した散気装置1
2、13と、分岐流路2に設置した水車3から動力を受けて
駆動するコンプレッサ5で作成した圧縮空気をコンプレ
ッサ5から散気装置12、13に供給する圧縮空気供給配管1
4とを備えている。この流水空気エネルギーシステムに
よれば、コンプレッサ5で作成された圧縮空気は、圧縮
空気供給配管14を通って魚道10、11の入口に設置した散
気装置12、13に送られ、魚道10、11の入口の近傍で散気さ
れる。この散気装置12、13から散気された空気の作用に
より、魚は魚道10、11の入口付近に集められ、魚道10、11
を通って河川1をスムーズに溯上することができるよう
になる。This flowing water air energy system is an aeration device 1 installed at the entrance of the fishways 10 and 11 as a fish-inducing means for guiding fish to the fishways 10 and 11 in such a river 1.
2, 13 and compressed air supply pipe 1 for supplying compressed air created by the compressor 5 driven by receiving power from the water turbine 3 installed in the branch flow path 2 from the compressor 5 to the air diffusers 12, 13.
It has 4 and. According to this flowing air energy system, the compressed air created by the compressor 5 is sent through the compressed air supply pipe 14 to the air diffusers 12 and 13 installed at the inlets of the fishways 10 and 11, and the fishways 10 and 11 are then transmitted. Aspirated near the entrance of the. By the action of the air diffused from the air diffusers 12 and 13, the fish are collected near the entrances of the fishways 10 and 11, and the fishways 10 and 11 are collected.
You will be able to smoothly climb the river 1 through the river.
【0028】本発明者らは、上記の流水空気エネルギー
システムに好適な水車3及びコンプレッサ5の形態とし
て、図3(a)(b)に示すように、分岐流路2の流水中に配
設可能な水車20に、水車20で得られる回転トルクに応じ
て発生させる圧縮空気の量を調整できるコンプレッサ50
を組み合わせた形態を提案する。As a form of the water turbine 3 and the compressor 5 suitable for the above-described flowing water air energy system, the inventors of the present invention arrange them in the flowing water of the branch flow passage 2 as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). Compressor 50 capable of adjusting the amount of compressed air generated according to the rotational torque obtained by the turbine 20
We propose a combined form.
【0029】この水車20は、図3(a)(b)及び図4(a)(b)
に示すように、枠体18に軸受19を介して回動自在に配設
した出力軸21と、出力軸21の半径方向に延在した延在部
としての円盤22、23、24、25と、各円盤22、23、24、25間にそ
れぞれ円周方向等間隔に出力軸の軸方向に平行に配設し
た複数の羽部材26と、羽部材26の向きを弾性支持する弾
性支持機構27とを備えている。This water turbine 20 is shown in FIGS. 3 (a) (b) and 4 (a) (b).
As shown in FIG. 5, an output shaft 21 rotatably disposed on the frame 18 via a bearing 19, and disks 22, 23, 24, 25 as extending portions extending in the radial direction of the output shaft 21. , A plurality of wing members 26 disposed at equal intervals in the circumferential direction between the respective disks 22, 23, 24, 25 in parallel to the axial direction of the output shaft, and an elastic support mechanism 27 for elastically supporting the direction of the wing members 26. It has and.
【0030】羽部材26は、図5(a)(b)に示すように、複
数枚(例えば、3枚)の作用面31を回動軸32で連結した
構造になっている。回動軸32は、作用面31の図心Xを通
る軸方向の軸線L1から幅方向に所定距離ずれた軸方向の
軸線L2に沿って上下両側にそれぞれ設けられている。As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the wing member 26 has a structure in which a plurality of (for example, three) action surfaces 31 are connected by a rotary shaft 32. The rotating shafts 32 are provided on both upper and lower sides along an axial axis L2 that is deviated from the axial axis L1 passing through the centroid X of the working surface 31 by a predetermined distance in the width direction.
【0031】羽部材26は、回動軸32に分割リングからな
る滑り軸受(図示省略)を装着した状態で、各円盤22、2
3、24、25にそれぞれ円周方向等間隔に形成した装着穴に
回動軸32を装着して円盤22、23、24、25に取付けられてい
る。これにより、各円盤22、23、24、25間に配設された羽
部材26の作用面31は、それぞれ一体的に同じ方向を向く
ようになっている。The wing member 26 is mounted on the rotary shaft 32 with a slide bearing (not shown) consisting of a split ring, and the disks 22 and 2 are
Rotating shafts 32 are mounted in mounting holes formed in 3, 24, 25 at equal intervals in the circumferential direction, and mounted on the disks 22, 23, 24, 25. As a result, the working surfaces 31 of the wing members 26 arranged between the disks 22, 23, 24, 25 are oriented integrally in the same direction.
【0032】羽部材26は、図4(a)(b)に示すように、最
上部の円盤22の上に取付けた弾性支持機構27によりその
回動が弾性的に支持されている。水の流れのない状態で
は、羽部材26の各作用面31が法線を軸心に向け円周接線
方向に沿って配設されるように設定されており、作用面
31に分岐流路2の流水のエネルギを受けると、作用面31
の角度が調整されるようになっている。As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the wing member 26 is elastically supported in its rotation by an elastic support mechanism 27 mounted on the uppermost disc 22. In a state where there is no water flow, each working surface 31 of the wing member 26 is set so as to be arranged along the circumferential tangential direction with the normal line as the axis and the working surface.
When the energy of the flowing water in the branch flow passage 2 is received by 31 the working surface 31
The angle of is adjusted.
【0033】弾性支持機構27は、一端を円盤22の所定位
置に取付け、他端を羽部材26の回動軸32に取付け、羽部
材26の回動を弾性的に支持するエアシリンダ28(空気ば
ね)で構成されている。なお、この弾性支持機構27はエ
アシリンダ28の空気を開放すれば弾性支持状態を解除す
ることができ、弾性支持状態を解除した後でエアシリン
ダ28に空気を供給すれば、弾性支持機構27による弾性支
持状態を復帰させることができる。なお、図4(a)の図
中の29はエアシリンダ28へ空気を供給するための吸気供
給口である。The elastic support mechanism 27 has one end attached to a predetermined position of the disk 22 and the other end attached to the rotary shaft 32 of the wing member 26, and an air cylinder 28 (air cylinder) that elastically supports the rotation of the wing member 26. Spring). The elastic support mechanism 27 can be released from the elastic support state by releasing the air from the air cylinder 28. If the air is supplied to the air cylinder 28 after the elastic support state is released, the elastic support mechanism 27 operates. The elastic support state can be restored. In addition, 29 in the drawing of FIG. 4A is an intake supply port for supplying air to the air cylinder 28.
【0034】この水車20は、弾性支持機構27の作用によ
り、水の流れがない状態では、図6に示すように、羽部
材26の作用面31は、出力軸21の軸線を中心とし、この軸
線から羽部材26の回動軸L2までの半径方向距離を半径と
する円C1の円周接線に沿って延在している。水の流れが
ある状態では、図7に示すように、主に羽部材26の作用
面31が水の流れを変化させることによる反力(F1〜F6)
が作用して、羽部材26は回動軸32を回動中心(L2)とし
て回動する。羽部材26の傾きは、水の作用によって羽部
材26の回動中心(L2)に生じるモーメントと、羽部材26
が内径側又は外径側に傾くことにより伸ばされる空気ば
ね28の弾性反力によって羽部材26の回動中心(L2)に生
じるモーメントとが釣り合う傾きに定まる。水力は、羽
部材26の作用面31の図心X(L1)を水力の作用点とし
て、羽部材26の作用面に対して直角方向に作用するよう
になっている。また、円周方向において羽部材26の回動
軸(L2)より水力の作用点がある側が、常に水車の回転
方向の後ろ側になる。また、この水車20は、羽部材26で
囲まれた円筒領域から外側に流れ出る水流によっても、
回転方向のトルクを得ることができ、そのときの回転方
向は、円周方向において羽部材26の回動軸よりも水力の
作用点がある側が回転方向の後ろ側になる。In the water turbine 20, due to the action of the elastic support mechanism 27, when there is no water flow, the action surface 31 of the wing member 26 is centered on the axis of the output shaft 21, as shown in FIG. It extends along the circumferential tangent of a circle C1 having a radius in the radial direction from the axis to the rotation axis L2 of the wing member 26. When there is a water flow, as shown in FIG. 7, the reaction force (F1 to F6) mainly due to the action surface 31 of the wing member 26 changing the water flow.
The blade member 26 rotates about the rotation shaft 32 as the rotation center (L2). The inclination of the wing member 26 depends on the moment generated at the rotation center (L2) of the wing member 26 due to the action of water and the wing member 26.
Is determined to be a tilt that balances with the moment generated at the rotation center (L2) of the wing member 26 by the elastic reaction force of the air spring 28 that is extended by tilting toward the inner diameter side or the outer diameter side. The hydraulic force acts in a direction perpendicular to the acting surface of the wing member 26, with the centroid X (L1) of the acting surface 31 of the wing member 26 as the action point of the hydraulic force. Further, in the circumferential direction, the side of the rotary shaft (L2) of the wing member 26 where the hydraulic force acts is always on the rear side in the rotational direction of the hydraulic turbine. Further, the water turbine 20 is also caused by the water flow flowing outward from the cylindrical region surrounded by the wing members 26.
A torque in the rotation direction can be obtained, and in the rotation direction at that time, the side on the hydraulic force acting point is behind the rotation axis of the wing member 26 in the circumferential direction.
【0035】羽部材26の傾きは、羽部材26が水の流れの
進行方向に移動するときは、流水のエネルギをより多く
得ることができるようになっており、羽部材26が水の流
れに逆らって移動するときは抵抗がより小さくなるよう
になっている。従って、この水車20は流水中に配設して
も抵抗が少ないので、図3(a)に示すように、出力軸21
が水の流れ方向に直交するように流水中に各羽部材26を
浸漬させた状態で分岐流路2の流水中に設置することが
できる。そして、この水車20は、流水のエネルギを羽部
材26の作用面31で受けて出力軸21が一定の方向に回転し
て、出力軸21から回転トルクを出力することができるよ
うになっている。この水車20によれば、羽部材26が水か
ら受ける抵抗が少ないので、図3(a)に示すように、水車
20を流水中に完全に沈めた状態で配設することができる
から、陸上の設置スペースを縮小できる。The inclination of the wing member 26 is such that when the wing member 26 moves in the advancing direction of the flow of water, more energy of the running water can be obtained, and the wing member 26 is not affected by the flow of water. The resistance becomes smaller when moving in the opposite direction. Therefore, even if the water turbine 20 is arranged in running water, the resistance is small, and therefore, as shown in FIG.
The wing members 26 can be installed in the running water of the branch flow path 2 in a state where each wing member 26 is immersed in the running water so that the blades are orthogonal to the flow direction of water. The turbine 20 receives the energy of flowing water on the working surface 31 of the wing member 26, the output shaft 21 rotates in a fixed direction, and the rotation torque can be output from the output shaft 21. . According to this water turbine 20, since the wing member 26 receives little resistance from water, as shown in FIG.
Since 20 can be installed in a state of being completely submerged in running water, the installation space on land can be reduced.
【0036】水車20の出力軸21は、図4(a)に示すよう
に、第1ギア36を介して分岐流路2の第1動力伝達軸37
に回転トルクを伝達するようになっている。第1動力伝
達軸37に伝達された回転トルクは、図3(a)に示すよう
に、第2ギヤ38を介して水平に配設された第2動力伝達
軸39及び第3動力伝達軸40に伝達される。第2動力伝達
軸39は先端にはディスクブレーキ41が取付けられてい
る。このディスクブレーキ41は水車20を減速・停止させ
るために用いられる。例えば、水車20をメンテナンスす
る時に、このディスクブレーキ41により水車20を停止さ
せてメンテナンス作業の安全性を確保することができる
ようになっている。また、水車20の回転が速くなりすぎ
た場合も、ディスクブレーキ41によって回転速度を減速
させることができるようになっている。The output shaft 21 of the water turbine 20 has a first power transmission shaft 37 of the branch flow passage 2 via a first gear 36, as shown in FIG. 4 (a).
It is designed to transmit rotational torque to. The rotation torque transmitted to the first power transmission shaft 37 is, as shown in FIG. 3A, a second power transmission shaft 39 and a third power transmission shaft 40 which are horizontally arranged via a second gear 38. Be transmitted to. A disc brake 41 is attached to the tip of the second power transmission shaft 39. The disc brake 41 is used for decelerating and stopping the water turbine 20. For example, when the turbine 20 is maintained, the disc brake 41 can stop the turbine 20 to ensure the safety of the maintenance work. Further, even if the rotation of the water turbine 20 becomes too fast, the rotation speed can be reduced by the disc brake 41.
【0037】第3動力伝達軸40は、ベルト42伝導を介し
て第4動力伝達軸43に回転トルクを伝達させるようにな
っている。このベルト伝導機構は、第3動力伝達軸40か
ら第4動力伝達軸43へ回転トルクを伝達するとともに、
回転速度を変速させる変速機としての機能を備えてい
る。回転トルクは、第4動力伝達軸43から第5動力伝達軸
44を介してコンプレッサ50のドライブシャフト51に伝達
されるようになっている。The third power transmission shaft 40 is adapted to transmit the rotational torque to the fourth power transmission shaft 43 via the conduction of the belt 42. This belt transmission mechanism transmits rotational torque from the third power transmission shaft 40 to the fourth power transmission shaft 43, and
It has a function as a transmission for changing the rotation speed. The rotational torque is from the fourth power transmission shaft 43 to the fifth power transmission shaft 43.
It is adapted to be transmitted to the drive shaft 51 of the compressor 50 via 44.
【0038】次に、この流水空気エネルギーシステムに
用いるのに好適なコンプレッサ50について説明する。Next, the compressor 50 suitable for use in the flowing water air energy system will be described.
【0039】このコンプレッサ50は、図8に示すよう
に、上記の第5動力伝達軸42から回転トルクを伝達され
て回転するドライブシャフト51に、クランク機構52を介
して空気を圧縮する複数の作動シリンダ53を連結したも
のである。As shown in FIG. 8, the compressor 50 has a plurality of actuations for compressing air through a crank mechanism 52 to a drive shaft 51 which is rotated by transmitting the rotational torque from the fifth power transmission shaft 42. The cylinder 53 is connected.
【0040】作動シリンダ53は、図9に示すように、シ
リンダヘッドを互いに外側に向けて同一のシリンダ軸線
に沿って対向配置した2つのシリンダ本体54と、該シリ
ンダ本体54に装着したピストン55とを備えている。2つ
のピストン55はコンロッド56で連結してある。As shown in FIG. 9, the working cylinder 53 includes two cylinder bodies 54 with their cylinder heads facing each other outward along the same cylinder axis, and a piston 55 mounted on the cylinder body 54. Is equipped with. The two pistons 55 are connected by a connecting rod 56.
【0041】各作動シリンダ53のシリンダ本体54のシリ
ンダヘッドには、外気を吸気する吸気口57と、圧縮空気
を貯める圧縮空気チャンバ58に連通した圧縮空気の排気
口59が形成してあり、吸気口57と排気口59にはそれぞれ
吸気弁60と排気弁61とを備えている。The cylinder head of the cylinder body 54 of each operating cylinder 53 is formed with an intake port 57 for intake of outside air and an exhaust port 59 of compressed air communicating with a compressed air chamber 58 for storing compressed air. The inlet 57 and the outlet 59 are provided with an intake valve 60 and an exhaust valve 61, respectively.
【0042】吸気弁60は、外気圧で押し開かれる自動弁
であり、シリンダ軸線Lと平行にシリンダ本体54の外側
へ軸部60aを向け、シリンダヘッドの内側に設けた弁座
に弁部60bを配設し、シリンダヘッドの外側に突き抜け
た軸部60aの他端には、ばね座60cを設け、このばね座60
cとシリンダヘッドの外面との間に弾性的に圧縮させた
状態で弁ばね60dを装着したものである。The intake valve 60 is an automatic valve that is pushed open by the outside air pressure. The shaft portion 60a is directed to the outside of the cylinder body 54 in parallel with the cylinder axis L, and the valve portion 60b is attached to the valve seat provided inside the cylinder head. And a spring seat 60c is provided at the other end of the shaft portion 60a penetrating outside the cylinder head.
The valve spring 60d is mounted between c and the outer surface of the cylinder head while being elastically compressed.
【0043】この吸気弁60は、ピストン55が上死点から
下死点に移動する間の吸気行程でシリンダ本体54の内圧
が低下するので、外気圧により押し開かれてシリンダ本
体54内に外気を吸気する。ピストン55が下死点から上死
点に移動する間の排気行程では、シリンダ本体54内の空
気が圧縮されて外気よりも高くなるので、吸気弁60はシ
リンダ本体54内の内圧により押し上げられて吸気口57を
閉ざす。Since the internal pressure of the cylinder main body 54 of the intake valve 60 decreases during the intake stroke while the piston 55 moves from the top dead center to the bottom dead center, the intake valve 60 is pushed open by the external atmospheric pressure to open the outside air inside the cylinder main body 54. Inhale. During the exhaust stroke while the piston 55 moves from the bottom dead center to the top dead center, the air in the cylinder body 54 is compressed and becomes higher than the outside air, so the intake valve 60 is pushed up by the internal pressure in the cylinder body 54. Close the intake port 57.
【0044】ピストン55のピストンヘッドには、上死点
でシリンダ内にある吸気弁60の弁部60bと干渉しないよ
うに窪み55aが形成されている。A recess 55a is formed in the piston head of the piston 55 so as not to interfere with the valve portion 60b of the intake valve 60 in the cylinder at the top dead center.
【0045】排気弁61は所定の圧縮空気圧で押し開かれ
る自動弁であり、シリンダ軸線Lと平行にシリンダ本体5
4の外側へ軸部61aを向けて、シリンダヘッドの外側に設
けた弁座に弁部61bが配設されており、弁部61bの外側の
面に設けたばね座61cとシリンダヘッドの圧縮空気通路5
9の内側面との間に弾性的に圧縮させた状態で弁ばね61d
が装着されている。The exhaust valve 61 is an automatic valve that is pushed open by a predetermined compressed air pressure, and is arranged in parallel with the cylinder axis L and the cylinder body 5
A valve portion 61b is provided on a valve seat provided on the outside of the cylinder head with the shaft portion 61a facing the outside of 4, and a spring seat 61c provided on the outer surface of the valve portion 61b and a compressed air passage for the cylinder head. Five
The valve spring 61d while being elastically compressed between the inner surface of 9 and
Is installed.
【0046】この排気弁61は、ピストン55が上死点から
下死点に移動する間の吸気行程でシリンダ本体54の内圧
が低いので、弁ばね61dが作用して排気口を閉ざした状
態にする。ピストン55が下死点から上死点に移動する間
の排気行程では、シリンダ本体54内の空気が圧縮されて
所定の圧力より高くなったときに、内圧で弁ばね61dが
圧縮されて排気弁61が開き、シリンダ本体54内で圧縮さ
れた空気が排気口から排気される。Since the internal pressure of the cylinder body 54 of the exhaust valve 61 is low during the intake stroke while the piston 55 moves from the top dead center to the bottom dead center, the valve spring 61d acts to close the exhaust port. To do. In the exhaust stroke during which the piston 55 moves from the bottom dead center to the top dead center, when the air inside the cylinder body 54 is compressed and becomes higher than a predetermined pressure, the valve spring 61d is compressed by the internal pressure and the exhaust valve 61 is opened, and the air compressed in the cylinder body 54 is exhausted from the exhaust port.
【0047】排気弁61には、制御装置62の信号に従って
作動するアクチュエータ63が取り付けられている。この
アクチュエータ63は、制御装置62の信号に従って、排気
弁61を外側に引っ張り、排気弁61を開いた状態に維持す
ることができるようになっている。アクチュエータ63に
より排気弁61が開いた状態となると、その作動シリンダ
53ではピストン55が空回りするのみで圧縮空気が生成さ
れない。An actuator 63, which operates according to a signal from the control device 62, is attached to the exhaust valve 61. This actuator 63 can pull the exhaust valve 61 outward according to a signal from the control device 62 and maintain the exhaust valve 61 in an open state. When the exhaust valve 61 is opened by the actuator 63, its operating cylinder
In 53, the piston 55 only idles and compressed air is not generated.
【0048】なお、左右の作動シリンダ53のピストン55
は、コンロッド56で連結してあるが、このコンロッド56
は、取り付け誤差や作動時の振れを吸収するため、中間
部に連結ピンを取り付けた屈曲自在なコンロッドを採用
しても良い。The pistons 55 of the left and right working cylinders 53 are
Are connected by connecting rod 56, but this connecting rod 56
In order to absorb a mounting error and a shake during operation, a flexible connecting rod having a connecting pin attached to an intermediate portion may be adopted.
【0049】クランク機構52は、図9と図10に示すよ
うに、2つの作動シリンダ53のシリンダ軸線Lから引い
た垂直二等分線をクランク機構52の中心線Tとし、この
中心線Tを中心として配設した円筒形状のケーシング71
と、ケーシング71内にベアリング72で回転自在に軸支し
た回転部材としての第1歯車73と、第1歯車73の中心か
ら後述する第2歯車77のピッチ円半径r1の距離偏心した
位置に貫通させた穴74に、ベアリング75を介して回動自
在に装着した遊星軸76と、遊星軸76の一端に固定的に装
着した遊星歯車としての第2歯車77と、遊星軸76の他端
(コンロッド56側)に形成したバランサ78と、ベアリン
グ79を介してコンロッド56を連結する連結ピン80とを備
えている。In the crank mechanism 52, as shown in FIGS. 9 and 10, a vertical bisector drawn from the cylinder axis L of the two working cylinders 53 is used as a center line T of the crank mechanism 52, and this center line T is used. A cylindrical casing 71 arranged as the center
And a first gear 73 as a rotating member rotatably supported in a casing 71 by a bearing 72, and a second gear 77, which will be described later, penetrates into a position eccentric from a center of the first gear 73 by a pitch circle radius r1. A planet shaft 76 rotatably mounted in the hole 74 through a bearing 75, a second gear 77 as a planet gear fixedly mounted to one end of the planet shaft 76, and the other end of the planet shaft 76 ( A balancer 78 formed on the connecting rod 56 side) and a connecting pin 80 that connects the connecting rod 56 via a bearing 79 are provided.
【0050】第1歯車73の下部には、図10に示すよう
に、水車20から回転トルクを受けて回転するドライブシ
ャフト51が配設してある。第1歯車73は、このドライブ
シャフト51に取り付けた第3歯車83に噛合しており、第
3歯車から回転トルクを受けて回転する。第2歯車77は第
1歯車73に軸支される遊星軸76が第1歯車73の回転に伴っ
て公転するとともに、ケーシング71の内周面に固定的に
配設した内歯歯車84と噛み合って自転する。As shown in FIG. 10, a drive shaft 51, which receives the rotational torque from the water turbine 20 and rotates, is disposed below the first gear 73. The first gear 73 meshes with the third gear 83 attached to the drive shaft 51,
3 It receives rotation torque from gears and rotates. The second gear 77 is the
The planetary shaft 76 pivotally supported by the first gear 73 revolves with the rotation of the first gear 73, and also meshes with an internal gear 84 fixedly arranged on the inner peripheral surface of the casing 71 to rotate on its axis.
【0051】第2歯車77のピッチ円半径r1と内歯歯車84
のピッチ円半径r2との関係は、r1 :r2 = 1 : 2とな
っており、また遊星軸76に形成した連結ピン80を、遊星
軸76の中心から第2歯車77のピッチ円半径r1と同じ距離
の位置に設けて、ベアリング79を介してコンロッド56に
連結してある。なお、ドライブシャフト51には、フライ
ホイール85が取り付けてあり、回転時の慣性力を蓄える
ことが出来るようになっている。The pitch circle radius r1 of the second gear 77 and the internal gear 84
The relationship with the pitch circle radius r2 is r1: r2 = 1: 2, and the connecting pin 80 formed on the planet shaft 76 is connected to the pitch circle radius r1 of the second gear 77 from the center of the planet shaft 76. They are provided at the same distance and are connected to the connecting rod 56 via a bearing 79. A flywheel 85 is attached to the drive shaft 51 so that inertial force during rotation can be stored.
【0052】上記の構成により、連結ピン80及びコンロ
ッド56を直線往復動させる機構が形成されている。即
ち、このクランク機構52は、水車20から回転トルクを受
けて回転するドライブシャフト51から、第3歯車83、第1
歯車73、第2歯車77、遊星軸76と回転トルクを伝達し、
連結ピン80及びコンロッド56を直線往復動させて両側の
作動シリンダ53を作動させるようになっている。With the above structure, a mechanism for linearly reciprocating the connecting pin 80 and the connecting rod 56 is formed. That is, the crank mechanism 52 includes the drive shaft 51 that rotates by receiving the rotational torque from the water turbine 20, the third gear 83, and the first gear 83.
Transmits rotational torque with the gear 73, the second gear 77, the planetary shaft 76,
The connecting pin 80 and the connecting rod 56 are linearly reciprocated to operate the operating cylinders 53 on both sides.
【0053】制御装置62は、水車20の回転数を検出する
検出部と、水車20の回転数に応じてアクチュエータ63を
作動させる信号を送る制御部とを備えている。制御装置
62は、制御部における所定の演算処理おいて、水車20の
回転数が所定の回転数よりも低くなったことを検出した
場合(換言すれば、水流から水車20で得られる回転トル
クが低減した場合)に、水車20が適正な回転数で回転す
るように、圧縮空気を生成する作動シリンダ63の数を減
らしてコンプレッサ50の抵抗を軽減し、水車20の負担を
軽減するものである。逆に、水車で得られる回転トルク
が増大したときは、圧縮空気を生成する作動シリンダ63
の数を増やすことができる。The control device 62 comprises a detector for detecting the rotational speed of the water turbine 20 and a controller for sending a signal for operating the actuator 63 according to the rotational speed of the water turbine 20. Control device
In a predetermined calculation process in the control unit, when 62 detects that the rotational speed of the water turbine 20 is lower than the predetermined rotational speed (in other words, the rotational torque obtained by the water turbine 20 from the water flow is reduced. In this case, the number of working cylinders 63 that generate compressed air is reduced to reduce the resistance of the compressor 50 and reduce the load on the turbine 20 so that the turbine 20 rotates at an appropriate rotational speed. On the contrary, when the rotational torque obtained by the water turbine increases, the working cylinder 63 that generates compressed air
The number of can be increased.
【0054】具体的には、得られる水力が低下し、水車
20の回転数が所定の回転数よりも低くなったときは、圧
縮空気を生成している複数の作動シリンダ53のうち、幾
つかの作動シリンダ53のアクチュエータ63を作動させ
て、その作動シリンダ53の排気弁61を開きっ放しの状態
とし、当該作動シリンダ53のピストン55を空回りさせ、
コンプレッサ50全体での抵抗を軽減し、水車20を適切な
回転数にする。逆に、得られる水力が増大し、水車20の
回転数が所定の回転数よりも高くなったときは、アクチ
ュエータ63が作動して空回りしている作動シリンダ53の
うち、幾つかの作動シリンダ53のアクチュエータ63の停
止させて排気弁61を正常に機能させて、この作動シリン
ダ53を作動させ、圧縮空気を生成する作動シリンダ53の
数を増やしてコンプレッサ50の全体の抵抗を増大させ、
この抵抗により水車20の回転数を低くして適切な回転数
にする。Specifically, the obtained hydraulic power is reduced, and
When the number of revolutions of 20 becomes lower than a predetermined number of revolutions, among the plurality of working cylinders 53 that generate compressed air, the actuators 63 of some of the working cylinders 53 are actuated to cause the working cylinders 53 to operate. The exhaust valve 61 of the above is left open, and the piston 55 of the working cylinder 53 is idled,
The resistance of the entire compressor 50 is reduced, and the turbine 20 is set to an appropriate rotation speed. On the contrary, when the obtained hydraulic power increases and the rotational speed of the water turbine 20 becomes higher than the predetermined rotational speed, some of the operating cylinders 53 among the operating cylinders 53 that are idling due to the operation of the actuator 63. The actuator 63 is stopped to allow the exhaust valve 61 to function normally, and this operating cylinder 53 is operated, and the number of operating cylinders 53 that generate compressed air is increased to increase the overall resistance of the compressor 50.
This resistance lowers the rotation speed of the water turbine 20 to an appropriate rotation speed.
【0055】即ち、この制御装置62は、水車20の回転数
が常に予め定めた適正回転数の範囲内であるように、水
車20で得られる回転トルクに応じて圧縮空気を生成する
作動シリンダ53の数を調整している。That is, the control device 62 operates cylinder 53 for generating compressed air according to the rotational torque obtained by the water turbine 20 so that the rotational speed of the water turbine 20 is always within a predetermined proper rotational speed range. Are adjusting the number of.
【0056】即ち、本実施形態のコンプレッサ50は、水
車で得られる回転トルクに応じて水車20の負荷を増減す
ることができるので、渇水などの影響で放水量が減った
場合でも水車20が適切な回転数を維持して作動すること
ができる。なお、上記の実施の形態では、アクチュエー
タを排気弁61の設けているが、吸気弁60にアクチュエー
タを取付けても良い。That is, the compressor 50 of the present embodiment can increase or decrease the load of the water turbine 20 according to the rotational torque obtained by the water turbine, so that the water turbine 20 is appropriate even if the water discharge amount decreases due to the influence of drought or the like. It is possible to operate while maintaining a proper rotation speed. Although the exhaust valve 61 is provided as the actuator in the above embodiment, the intake valve 60 may be provided with the actuator.
【0057】以上、本発明の水車及びコンプレッサの好
適な形態について説明したが、本発明は上記のものに限
定されない。The preferred embodiments of the water turbine and the compressor of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above.
【0058】例えば、上記の水車20においても円盤22、2
3、24、25に取付けた羽部材26が水の流れ方向に逆行する
側では、水の流れから抵抗を受けており、流水のエネル
ギの損失が大きいという問題がある。そこで、かかる問
題を解決する手段としては、図11に示すように、羽部材
26が水の流れ方向に逆行する側で、羽部材26に水流が直
接当たらないように、水の流れを遮る整流部材90を取付
けるとよい。この整流部材90によれば、羽部材26が水の
流れ方向に逆行する側には羽部材26に水流が直接当たら
ないので、羽部材26が水の流れ方向に逆行するときに受
ける抵抗が低減される。また、上記整流部材90は、同図
に示すように、水車20の上流側において、水の流れを、
羽部材26が水の流れ方向に逆行する側から羽部材26が水
の流れ方向に順行する側へ流すものであることが望まし
い。この整流部材90によれば、羽部材26が水の流れ方向
に逆行する側で水から受ける抵抗を低減させ、かつ、羽
部材26が水の流れ方向に順行する側で水から得る回転ト
ルクが大きくなるので、流水のエネルギの回収効率をよ
り一層向上させることができる。また、この整流部材90
には流水の流速を増加させて、流水から得られるエネル
ギを増加させる効果もある。For example, in the above-mentioned water turbine 20 as well, the disks 22, 2
On the side where the wing members 26 attached to 3, 24, and 25 go counter to the flow direction of the water, there is a problem that the energy loss of the flowing water is large because it receives resistance from the flow of water. Therefore, as a means for solving such a problem, as shown in FIG.
On the side where 26 flows in the direction opposite to the flow direction of water, a rectifying member 90 that blocks the flow of water may be attached so that the water flow does not directly hit the wing member 26. According to this rectifying member 90, since the water flow does not directly hit the wing member 26 on the side where the wing member 26 goes backward in the water flow direction, the resistance received when the wing member 26 goes backward in the water flow direction is reduced. To be done. Further, the rectifying member 90, as shown in the figure, on the upstream side of the water turbine 20, the flow of water,
It is desirable that the wing members 26 flow from the side that is backward in the flow direction of water to the side that the wing members 26 are forward in the flow direction of water. According to the rectifying member 90, the resistance that the wing member 26 receives from water is reduced on the side that runs counter to the flow direction of water, and the rotational torque that is obtained from water on the side where the wing member 26 runs in the flow direction of water is obtained. Is larger, the energy recovery efficiency of the flowing water can be further improved. In addition, this rectifying member 90
Also has the effect of increasing the flow velocity of the flowing water and increasing the energy obtained from the flowing water.
【0059】なお、上記の水車20は、弾性支持機構とし
てエアシリンダからなる空気ばねを用いているが、弾性
支持機構はこれに限定されるものではない。また、上記
の水車20は、弾性支持機構により羽部材の回動角が調整
されるものを示したが、水車はこれに限定されない。Although the water turbine 20 uses an air spring composed of an air cylinder as the elastic support mechanism, the elastic support mechanism is not limited to this. Further, the water turbine 20 has been described as one in which the rotation angle of the wing member is adjusted by the elastic support mechanism, but the water turbine is not limited to this.
【0060】水車の他の形態として、図12及び図13に示
すように、チェーン機構により、機構的に羽部材の回動
角を制御する水車を採用することができる。As another form of the water turbine, as shown in FIGS. 12 and 13, it is possible to employ a water turbine that mechanically controls the rotation angle of the wing member by a chain mechanism.
【0061】この水車100は、図13に示すように、出力
軸101と、出力軸101から半径方向に延在した延在部102、
103と、出力軸101が軸支される枠体に固定的に配設した
固定スプロケット104と、延在部102、103間に出力軸101
と平行に回動軸を設けた複数(例えば4枚)の羽部材105
a〜105dと、各羽部材105a〜105dの回動軸に設けた遊星
スプロケット106a〜106dと、固定スプロケット104と遊
星スプロケット105a〜105dとの間に巻回したチェーン10
7とを備えている。As shown in FIG. 13, the water turbine 100 includes an output shaft 101 and an extending portion 102 extending from the output shaft 101 in the radial direction.
103, a fixed sprocket 104 fixedly disposed on a frame body on which the output shaft 101 is axially supported, and the output shaft 101 between the extending portions 102 and 103.
Plural (for example, four) wing members 105 provided with a rotation axis in parallel with
a to 105d, planetary sprockets 106a to 106d provided on the rotating shafts of the respective wing members 105a to 105d, and a chain 10 wound between the fixed sprocket 104 and the planetary sprockets 105a to 105d.
7 and.
【0062】固定スプロケット104と遊星スプロケット1
06a〜106dの半径は1:2に設定されており、出力軸101
が一回転し、羽部材105a〜105dが一回公転すると、固定
スプロケット104と遊星スプロケット106a〜106dとの間
に巻回されたチェーン107により、羽部材105a〜105dが
出力軸101の回転方向とは逆の方向に半回転自転するよ
うになっている。Fixed sprocket 104 and planet sprocket 1
The radius of 06a to 106d is set to 1: 2, and the output shaft 101
When the wing members 105a to 105d revolve once, the chain 107 wound between the fixed sprocket 104 and the planetary sprockets 106a to 106d causes the wing members 105a to 105d to move in the direction of rotation of the output shaft 101. Is designed to rotate half a revolution in the opposite direction.
【0063】例えば、図12に示すように、この水車100
の出力軸101は、分岐流路2に固定した枠体に水の流れ
に直交するように回転自在に軸支して配設する。そし
て、水の流れに対して上流側に位置する羽部材105aを水
の流れ方向に平行な方向から時計回りに45°回転させた
状態に設置し、その羽部材105aから時計回り方向前方に
位置する羽部材105bを水の流れ方向から時計回りに90°
回転させた状態に(水の流れに対して直交するように)
設置し、水の流れに対して下流側に位置する羽部材105c
を水の流れ方向から時計回りに135°回転させた状態に
設置し、かつ、その羽部材105cから時計回り方向前方に
位置する羽部材105dを水の流れと平行に設置する。For example, as shown in FIG.
The output shaft 101 is rotatably supported by a frame fixed to the branch flow path 2 so as to be orthogonal to the flow of water. Then, the wing member 105a located on the upstream side with respect to the water flow is installed in a state of being rotated by 45 ° in the clockwise direction from the direction parallel to the water flow direction, and is positioned in the clockwise direction forward from the wing member 105a. Rotate the wing member 105b 90 ° clockwise from the water flow direction.
In a rotated state (so that it is orthogonal to the flow of water)
Feather member 105c installed and located downstream of the water flow
Is installed in a state of being rotated by 135 ° in the clockwise direction from the flow direction of water, and the wing member 105d located in front of the wing member 105c in the clockwise direction is installed parallel to the flow of water.
【0064】この水車100は、出力軸101が時計回りに1
回転したときに、各羽部材105a〜105dがそれぞれ反時計
回りに自転するようになっており、図12に示す状態にお
いて、羽部材105a〜105cがそれぞれ水力を受けて出力軸
101に時計回りの回転モーメントを得るようになってい
る。また、同図の羽部材105dのように、水の流れ方向に
逆行する位置では、羽部材105dが水の流れに平行に近く
なるので、水から受ける抵抗が少なくなっている。この
水車100を上述した流水空気エネルギーシステムに採用
することにより、効率よく流水のエネルギから回転トル
クを得てコンプレッサを作動させることができるように
なっている。In this water turbine 100, the output shaft 101 is set to 1 clockwise.
When rotated, each of the wing members 105a to 105d is adapted to rotate counterclockwise, and in the state shown in FIG. 12, each of the wing members 105a to 105c receives hydraulic force to output the output shaft.
It is designed to obtain a clockwise rotation moment in 101. Further, as in the wing member 105d in the same figure, at a position that is backward in the flow direction of water, the wing member 105d is close to being parallel to the flow of water, and therefore the resistance received from water is small. By adopting this water turbine 100 in the above-described flowing water air energy system, it is possible to efficiently obtain the rotational torque from the energy of the flowing water to operate the compressor.
【0065】次に、上記水車100の変形例を説明する。Next, a modified example of the water turbine 100 will be described.
【0066】この水車120は、図14及び図15に示すよう
に、羽部材105の制御手段としてベルト機構に変えて遊
星歯車機構を採用したものである。この水車120は、図1
5に示すように、出力軸121と、出力軸121から半径方向
に延在した延在部122、123と、出力軸121が軸支される枠
体に固定的に配設した固定ギヤ124と、延在部122、123間
に出力軸121と平行に回動軸を配設して設けた複数(例
えば4枚)の羽部材125a〜125dと、各羽部材125a〜125d
の回動軸に設けられた遊星ギヤ126a〜126dと、延在部12
2に回転自在に装着されるとともに固定ギヤ124と遊星ギ
ヤ125a〜125dにそれぞれ噛合するように配設されたカウ
ンタギヤ107とを備えている。As shown in FIGS. 14 and 15, this water turbine 120 employs a planetary gear mechanism instead of a belt mechanism as a control means for the wing member 105. This turbine 120 is shown in FIG.
As shown in 5, an output shaft 121, extending portions 122 and 123 extending from the output shaft 121 in a radial direction, and a fixed gear 124 fixedly arranged on a frame body on which the output shaft 121 is axially supported. , A plurality of (for example, four) wing members 125a to 125d provided by disposing a rotating shaft between the extending portions 122 and 123 in parallel with the output shaft 121, and the wing members 125a to 125d.
The planetary gears 126a to 126d provided on the rotating shaft of the
2 includes a fixed gear 124 and a counter gear 107 which is arranged so as to mesh with the fixed gear 124 and the planet gears 125a to 125d.
【0067】この水車120も固定ギヤ124と遊星ギヤ126a
〜126dの歯数が1:2に設定されており、出力軸121が
一回転し、羽部材125a〜125dが一回公転すると、固定ギ
ヤ124と遊星ギヤ126a〜126dとの間のカウンタギヤ127に
より、羽部材125a〜125dが出力軸121の回転方向とは逆
の方向に半回転自転するようになっており、水車100と
同様の作用をする。従って、本発明の流水空気エネルギ
ーシステムの水車には、上記の水車120を採用すること
ができる。This turbine 120 also has a fixed gear 124 and a planetary gear 126a.
When the number of teeth of ~ 126d is set to 1: 2, the output shaft 121 makes one rotation, and the wing members 125a to 125d revolve once, the counter gear 127 between the fixed gear 124 and the planetary gears 126a to 126d. As a result, the wing members 125a to 125d rotate about a half rotation in the direction opposite to the rotation direction of the output shaft 121, and the same operation as the water turbine 100 is performed. Therefore, the above-mentioned water turbine 120 can be adopted as the water turbine of the flowing water air energy system of the present invention.
【0068】なお、上記の水車100と水車120は、それぞ
れ羽部材の公転のタイミングに対する羽部材の自転回転
のタイミングを、上記したよりも少し遅らせても良い
し、また少し進ませても良い。The turbine 100 and the turbine 120 described above may be configured such that the timing of rotation of the wing member with respect to the timing of revolution of the wing member may be slightly delayed or slightly advanced from the above.
【0069】[0069]
【発明の効果】請求項1乃至請求項4に記載の流水空気
エネルギーシステムは、流水によって駆動する水車と、
前記水車に連結したコンプレッサと、前記コンプレッサ
で作成した圧縮空気を送る圧縮空気供給配管と、前記圧
縮空気供給配管により送られた圧縮空気を利用して水質
を改善させる装置とを備えているので、自然エネルギで
ある流水のエネルギを利用して水域などの水質を改善さ
せることができる。The flowing water air energy system according to any one of claims 1 to 4 comprises a water turbine driven by running water,
A compressor connected to the water turbine, a compressed air supply pipe for sending compressed air created by the compressor, and a device for improving the water quality by using the compressed air sent by the compressed air supply pipe, It is possible to improve the water quality of a water body or the like by utilizing the energy of running water which is natural energy.
【0070】請求項5に記載の流水空気エネルギーシス
テムは、水域に配設された魚道と、水域の流水によって
駆動する水車と、前記水車に連結したコンプレッサと、
前記魚道の入魚口の近傍に配設され前記コンプレッサで
作成した圧縮空気を散気する散気装置とを備えているの
で、自然エネルギである流水のエネルギを利用して溯上
する魚を魚道に誘導することができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a running water air energy system, wherein a fishway is arranged in a water area, a water turbine driven by running water in the water area, and a compressor connected to the water wheel.
Since it is provided with an air diffuser which is arranged in the vicinity of the fish mouth of the fishway and diffuses the compressed air created by the compressor, the fish which rises by utilizing the energy of running water that is natural energy can be used as a fishway. Can be guided to.
【0071】請求項6乃至請求項10に記載の流水空気
エネルギーシステムは、水車が、水中に設置できる構造
であるので、水車全体を水中に設置することができ、陸
上に水車を設置するスペースが無い場合でも、本発明の
流水空気エネルギーシステムを設置することができる。In the flowing water air energy system according to the sixth to tenth aspects, since the water turbine has a structure that can be installed in water, the entire water turbine can be installed in water, and a space for installing the water turbine on land is provided. The flowing water air energy system of the present invention can be installed even without it.
【0072】請求項11及び請求項12に記載の流水空
気エネルギーシステムは、水車近傍の上流において、羽
部材が水の流れ方向に対して逆行する側へ流れようとす
る水の流れを遮る整流部材を備えているので、流水のエ
ネルギの利用効率を向上させることができる。In the flowing water air energy system according to the eleventh and twelfth aspects, in the upstream of the vicinity of the water turbine, the rectifying member that blocks the flow of the water that the wing member tends to flow in the direction opposite to the flow direction of the water. Since it is equipped with, it is possible to improve the utilization efficiency of the energy of the flowing water.
【0073】請求項13に記載の流水空気エネルギーシ
ステムは、コンプレッサが、水車で得られた回転トルク
に応じて各作動シリンダの吸気口又は排気口を適時に開
放するようにした制御手段により、生成する圧縮空気の
量を調整することができるコンプレッサユニットである
ので、水の増減水に関係なく安定した運転を行うことが
できる。In the flowing water energy system according to the thirteenth aspect, the compressor is controlled by a control means for opening the intake port or the exhaust port of each working cylinder in a timely manner in accordance with the rotational torque obtained by the turbine. Since the compressor unit is capable of adjusting the amount of compressed air to be operated, stable operation can be performed regardless of increase / decrease of water.
【図1】 本発明の流水空気エネルギーシステムの全体
図。FIG. 1 is an overall view of a running water air energy system of the present invention.
【図2】 水質を改善させる装置を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an apparatus for improving water quality.
【図3】 本発明の一実施形態に係る流水空気エネルギ
ーシステムの水車とコンプレッサを示す図。FIG. 3 is a view showing a water turbine and a compressor of a flowing water air energy system according to an embodiment of the present invention.
【図4】 (a)は水車の全体図、(b)は水車の弾性支持機
構を示す平面図。FIG. 4A is an overall view of a water turbine, and FIG. 4B is a plan view showing an elastic support mechanism of the water turbine.
【図5】 (a)及び(b)は水車からコンプレッサへの動力
伝達構造を示す図。5A and 5B are diagrams showing a power transmission structure from a water turbine to a compressor.
【図6】 水の流れが無い状態での水車20の羽部材の状
態を示す概略平面図。FIG. 6 is a schematic plan view showing a state of wing members of the water turbine 20 in a state where there is no water flow.
【図7】 水の流れが有る状態での水車20の羽部材の状
態を示す概略平面図。FIG. 7 is a schematic plan view showing a state of wing members of the water turbine 20 in a state where water flows.
【図8】 コンプレッサの横断平面図。FIG. 8 is a cross-sectional plan view of the compressor.
【図9】 コンプレッサの一対の作動シリンダを示す横
断平面図。FIG. 9 is a cross-sectional plan view showing a pair of working cylinders of the compressor.
【図10】 コンプレッサのクランク機構の機構を示す
機構図。FIG. 10 is a mechanism diagram showing a mechanism of a crank mechanism of a compressor.
【図11】 整流部材を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a flow regulating member.
【図12】 本発明の流水空気エネルギーシステムに好
適な他の実施の形態に係る水車を示す平面図。FIG. 12 is a plan view showing a water turbine according to another preferred embodiment of the flowing water air energy system of the present invention.
【図13】 本発明の流水空気エネルギーシステムに
好適な他の実施の形態に係る水車を示す縦断側面図。FIG. 13 is a vertical cross-sectional side view showing a water turbine according to another embodiment suitable for the flowing water air energy system of the present invention.
【図14】 本発明の流水空気エネルギーシステムに好
適な他の実施の形態に係る水車を示す平面図。FIG. 14 is a plan view showing a water turbine according to another preferred embodiment of the flowing water air energy system of the present invention.
【図15】 本発明の流水空気エネルギーシステムに
好適な他の実施の形態に係る水車を示す縦断側面図。FIG. 15 is a vertical sectional side view showing a water turbine according to another embodiment suitable for the flowing water air energy system of the present invention.
1 河川 2 分岐流路 3 水車 4 変速機 5 コンプレッサ 6 空気冷却器 7 圧縮空気供給配管 8 水質を改善させる装置 9 堰 10、11 魚道 12、13 散気装置 14 圧縮空気供給配管 A 攪拌装置 B 散気装置 C 噴水装置 1 river 2-branch flow path 3 water mill 4 transmission 5 compressor 6 air cooler 7 Compressed air supply pipe 8 Equipment for improving water quality 9 weir 10, 11 Fishway 12, 13 Air diffuser 14 Compressed air supply piping A stirrer B Air diffuser C fountain device
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 3/24 C02F 3/24 B 7/00 7/00 (72)発明者 平賀 憲太郎 新潟県長岡市信濃1−5−30 国土交通省 信濃川工事事務所内 (72)発明者 渡部 敏男 新潟県長岡市信濃1−5−30 国土交通省 信濃川工事事務所内 (72)発明者 山▲崎▼ 昭雄 新潟県長岡市信濃1−5−30 国土交通省 信濃川工事事務所内 (72)発明者 石田 啓 石川県金沢市田上新町6番地 (72)発明者 高地 健 大阪市西淀川区佃3丁目16番22号 エル・ ダブリュー・ジェイ株式会社内 (72)発明者 大貝 秀司 大阪市西淀川区佃3丁目16番22号 エル・ ダブリュー・ジェイ株式会社内 Fターム(参考) 2B104 CA01 FA15 3H074 AA08 BB10 CC12 CC31 CC50 4D029 AA01 AA09 AA11 AB05 BB11 4G035 AB06 AE13 4G036 AC03 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 identification code FI theme code (reference) C02F 3/24 C02F 3/24 B 7/00 7/00 (72) Inventor Kentaro Hiraga 1-5 Shinano, Nagaoka, Niigata −30 Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Shinano River Construction Office (72) Inventor Toshio Watanabe 1-5-30 Shinano, Nagaoka City, Niigata Prefecture Shinano River Construction Office (72) Ministry of Land, Infrastructure and Transport (72) Inventor Yamasaki Akio Shinano Nagaoka City, Niigata Prefecture 1-5-30 Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Shinanogawa construction office (72) Inventor Kei Ishida 6 Tagamishinmachi, Kanazawa-shi, Ishikawa Prefecture (72) Inventor Ken Takachi 3-16-22 Tsukudani, Nishiyodogawa-ku, Osaka, Japan Incorporator of J Co., Ltd. (72) Shuji Ogai 3-16-22 Tsukuda, Nishiyodogawa-ku, Osaka L WJ Co., Ltd. F term (reference) 2B104 CA01 FA15 3H074 AA08 BB10 CC12 CC31 CC50 4D029 AA01 AA09 AA11 AB05 BB11 4G035 AB06 AE13 4G036 AC03
Claims (13)
連結したコンプレッサと、前記コンプレッサで作成した
圧縮空気を送る圧縮空気供給配管と、前記圧縮空気供給
配管により送られた圧縮空気を利用して水質を改善させ
る装置とを備えていることを特徴とする流水空気エネル
ギーシステム。1. A water turbine driven by running water, a compressor connected to the water turbine, compressed air supply piping for sending compressed air produced by the compressor, and compressed air sent by the compressed air supply piping. A flowing water air energy system comprising: a device for improving water quality.
レッサで生成した圧縮空気を噴出させる噴出部を水底に
設置し、水底部分で多量の圧縮空気を噴出させて水を撹
拌することにより、汚泥の堆積を防ぐ撹拌装置であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の流水空気エネルギーシ
ステム。2. A device for improving water quality, wherein a jetting part for jetting compressed air generated by said compressor is installed at a water bottom, and a large amount of compressed air is jetted at the water bottom part to stir water, thereby sludge. The running water air energy system according to claim 1, which is a stirrer for preventing the accumulation of water.
レッサで生成した圧縮空気を散気する散気管を水中に設
置し、水中の酸素濃度を向上させる散気装置であること
を特徴とする請求項1に記載の流水空気エネルギーシス
テム。3. The water quality improving device is an air diffusing device for improving oxygen concentration in water by installing an air diffusing pipe for diffusing compressed air generated by the compressor in water. Item 2. The flowing water air energy system according to Item 1.
レッサで生成した圧縮空気を利用して水を吸い上げて噴
出させる噴水装置であることを特徴とする請求項1に記
載の流水空気エネルギーシステム。4. The running-water air energy system according to claim 1, wherein the device for improving the water quality is a fountain device that sucks up and ejects water by using compressed air generated by the compressor.
って駆動する水車と、前記水車に連結したコンプレッサ
と、前記魚道の入魚口の近傍に配設され前記コンプレッ
サで作成した圧縮空気を散気する散気装置とを備え、前
記散気装置から圧縮空気を散気させることにより魚道に
魚を誘導することを特徴とする流水空気エネルギーシス
テム。5. A fishway arranged in a body of water, a water turbine driven by running water in the body of water, a compressor connected to the watermill, and compressed air prepared by the compressor arranged near a fish mouth of the fishway. And a diffusing device for diffusing the air, and flowing the compressed air from the diffusing device to guide the fish to the fishway.
定間隔に複数の羽部材が取り付けられた水車であって、
前記羽部材が出力軸に弾性的に回動可能に、かつ、前記
各羽部材における流水のエネルギが作用する作用点が前
記羽部材の回動軸よりも前記出力軸の円周方向の一方の
側に隔たるように取り付けられており、前記羽部材で受
けた流水のエネルギを出力軸の回転トルクとして出力す
るものであることを特徴とする請求項1又は請求項5に
記載の流水空気エネルギーシステム。6. A water turbine having an output shaft and a plurality of blade members mounted at predetermined intervals in the circumferential direction of the output shaft,
The wing member is elastically rotatable about the output shaft, and the action point of the flowing water energy in each wing member is located in one of the circumferential directions of the output shaft rather than the rotation shaft of the wing member. The flowing water air energy according to claim 1 or 5, wherein the flowing water energy is attached to the side of the blade member and outputs the energy of the flowing water received by the wing member as a rotational torque of the output shaft. system.
設されおり、かつ、前記出力軸の半径方向に延在した延
在部に、前記羽部材が回動軸を前記出力軸の軸方向に延
在させて取り付けられていることを特徴とする請求項6
に記載の流水空気エネルギーシステム。7. An output shaft is disposed so as to be orthogonal to the flow direction of water, and the wing member has a rotation shaft at the extension part extending in the radial direction of the output shaft. 7. It is attached so as to extend in the axial direction of.
Flowing air energy system as described in.
向に延在した延在部と、前記延在部に出力軸と平行に回
動軸を設けた複数の羽部材と、前記羽部材を出力軸の回
転方向とは逆の方向に1/2の角速度比で回転させるよう
に羽部材の回転を制御する制御手段を備えたものである
ことを特徴する請求項1又は請求項5に記載の流水空気
エネルギーシステム。8. A water turbine, an output shaft, an extending portion extending from the output shaft in a radial direction, a plurality of wing members provided with a rotating shaft in the extending portion in parallel with the output shaft, The control means for controlling the rotation of the wing member so as to rotate the wing member in a direction opposite to the rotation direction of the output shaft at an angular velocity ratio of 1/2, is provided. 5. The running-water air energy system according to 5.
れた固定スプロケットと、前記固定スプロケットの2倍
の半径を有し、羽部材の回転軸に取付けられた遊星スプ
ロケットと、固定スプロケットと遊星スプロケットとの
間に巻回されたチェーンとを備えていることを特徴とす
る請求項8に記載の流水空気エネルギーシステム。9. A fixed sprocket whose control means is fixed to a frame body which supports an output shaft, a planetary sprocket having a radius twice that of the fixed sprocket and which is attached to a rotary shaft of a wing member, and fixed. 9. A running water air energy system as claimed in claim 8 including a chain wound between a sprocket and a planetary sprocket.
された固定ギヤと、前記固定ギヤの2倍の歯数を有し、
羽部材の回転軸に取付けられた遊星ギヤと、固定ギヤと
遊星ギヤにそれぞれ噛合するように配設したカウンタギ
ヤとを備えていることを特徴とする請求項8に記載の流
水空気エネルギーシステム。10. The control means has a fixed gear fixed to a frame body that supports the output shaft, and a number of teeth twice that of the fixed gear,
9. The flowing water air energy system according to claim 8, further comprising a planetary gear attached to the rotary shaft of the wing member, and a counter gear arranged so as to mesh with the fixed gear and the planetary gear, respectively.
流れ方向に対して逆行する側へ流れようとする水の流れ
を遮る整流部材を備えていることを特徴とする請求項6
又は8に記載の流水空気エネルギーシステム。11. A rectifying member for blocking the flow of water which tends to flow to the side opposite to the flow direction of the water, upstream of the vicinity of the water turbine.
Or the running water air energy system according to item 8.
に対して逆行する側から羽部材が水の流れ方向に順行す
る側へ、水の流れを変えるものであることを特徴とする
請求項11に記載の流水空気エネルギーシステム。12. The rectifying member changes the flow of water from the side where the wing member runs counter to the direction of water flow to the side where the wing member runs along the direction of water flow. The flowing water air energy system according to claim 11.
受けて回転するドライブシャフトと、吸気行程で大気圧
により押し開かれる吸気口と、排気行程で所定の内圧を
受けて開かれる排気口とを有するシリンダ本体と、前記
ドライブシャフトにクランク機構を介して直線往復動す
るように連結したピストンとを備える複数の作動シリン
ダを備え、 水車で得られた回転トルクに応じて各作動シリンダの吸
気口又は排気口を適時に開放するようにした制御手段に
より、生成する圧縮空気の量を調整することができるコ
ンプレッサユニットであることを特徴とする請求項1又
は請求項5に記載の流水空気エネルギーシステム。13. A compressor has a drive shaft that rotates by receiving rotational torque from a water turbine, an intake port that is opened by atmospheric pressure during an intake stroke, and an exhaust port that is opened by receiving a predetermined internal pressure during an exhaust stroke. A plurality of working cylinders including a cylinder body and a piston connected to the drive shaft so as to reciprocate linearly via a crank mechanism are provided, and an intake port or an exhaust gas of each working cylinder is provided according to a rotational torque obtained by a water turbine. The flowing water air energy system according to claim 1 or 5, which is a compressor unit capable of adjusting the amount of compressed air to be generated by a control means adapted to open the mouth at a proper time.
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